孕期多溴联苯醚暴露对青少年脑功能连接的影响：HOME研究揭示视觉处理网络的改变

《International Journal of Hygiene and Environmental Health》：Gestational PBDE concentrations and functional connectivity in adolescents: The HOME Study

本研究聚焦孕期多溴联苯醚(PBDEs)暴露对青少年神经发育的长期影响。为解决PBDEs如何损害发育中大脑这一关键问题，研究人员通过前瞻性队列研究，结合血清PBDE浓度检测与静息态功能磁共振成像(rsfMRI)技术，发现孕期∑5BDE暴露与初级视觉皮层全局连接性降低显著相关，且视觉皮层连接模式介导了PBDE暴露与多种神经行为结局的关联。该研究首次揭示了孕期PBDE暴露通过改变视觉信息处理网络影响青少年神经行为的重要机制。

　　

多溴联苯醚(PBDEs)作为曾经广泛使用的阻燃剂，虽然已在2006-2013年间逐步淘汰，但其在环境中的持久性及其对人体健康的潜在威胁仍不容忽视。这些化学物质能够通过灰尘释放并被人体吸收，在脂肪组织中生物积累，半衰期长达1-7年。更令人担忧的是，尽管暴露水平有所下降，最近的NHANES分析表明美国人仍持续经历着相当程度的PBDE暴露。

孕期是大脑发育的关键窗口期，早期PBDE暴露与儿童认知缺陷密切相关，包括语言发育迟缓、智力下降、阅读能力受损、工作记忆和注意力问题等。研究还发现PBDE暴露与儿童注意缺陷多动障碍(ADHD)症状存在关联，这些症状可能持续到青春期，同时还会增加抑郁和焦虑症状的风险。然而，科学家们对PBDEs如何损害发育中大脑的具体机制仍不完全清楚。

为深入探究这一问题，Jonathan Dudley等研究人员在《International Journal of Hygiene and Environmental Health》上发表了题为"Gestational PBDE concentrations and functional connectivity in adolescents: The HOME Study"的研究论文。该研究利用HOME前瞻性妊娠和出生队列的数据，首次系统探讨了孕期PBDE暴露与青少年脑功能连接的关系。

研究人员采用了几项关键技术方法：通过气相色谱/同位素稀释高分辨率质谱技术精确测量孕妇血清中五种PBDE同系物浓度；使用3T磁共振系统采集高分辨率解剖和静息态功能磁共振影像；运用CONN功能连接工具箱进行图像后处理，计算局部相关(LCOR)和全局相关(GCOR)连接指标；采用多元中介分析探讨功能连接模式在PBDE暴露与神经行为结局间的中介作用。研究对象来自2003-2006年招募的辛辛那提大都市区孕妇队列的143名青少年。

3.1. 描述性统计

研究纳入了143名具有完整rsfMRI数据、PBDE浓度和人口统计学协变量的青少年，平均年龄12.3±0.7岁，58.7%为女性。与未纳入分析的238名青少年相比，分析样本中女性和非西班牙裔黑人比例较高。

3.2. 孕期PBDE浓度

五种PBDE同系物在至少88.8%的母体血清样本中被检测到，几何均值分别为BDE-28:1.1、BDE-47:22.0、BDE-99:4.9、BDE-100:4.0、BDE-153:4.9、∑₅BDE:38.1 ng/g脂质。同系物间存在中度至高度相关性。

3.3. 孕期PBDE浓度与神经行为结局的关联

研究发现log₂BDE-28与神经行为结局的关联最强，其次是log₂∑₅BDE。青少年自评结果与PBDE暴露的关联强度普遍高于照顾者报告的结果。

3.4. 孕期PBDE浓度的神经相关性

较高的孕期BDE-153血清浓度与左侧下外侧枕叶皮层局部连接增强相关，该簇体积为2.50 cm3，BDE-153浓度每增加一倍，该区域LCOR增加5.3%。而较高的∑₅BDE浓度与初级视觉皮层全局连接降低相关，∑₅BDE浓度每增加一倍，该区域GCOR降低21.9%。

3.5. 事后中介分析

多元中介分析显示，左侧初级视觉皮层的连接模式显著介导了∑₅BDE浓度与七种神经行为结局的关联，包括BASC-3 BSI、SCARED总分、SCAS总分、CDI总分、SRS总分、BRIEF-2 CRI和GEC。

研究结论表明，孕期PBDE暴露通过改变大脑视觉信息处理网络的功能连接影响青少年神经行为发育。∑₅BDE暴露与初级视觉皮层全局连接性降低相关，而BDE-153则与局部连接性增强相关。这些功能连接改变部分解释了PBDE暴露与神经行为问题之间的关联，其中既存在适应不良的反应模式，也发现了神经补偿机制。

该研究的创新之处在于首次采用体素水平的功能连接分析方法，全面揭示了孕期PBDE暴露对青少年脑功能网络的广泛影响，特别是明确了视觉处理网络在环境暴露与神经行为结局关系中的关键中介作用。研究结果为了解PBDEs的神经发育毒性机制提供了新的神经影像学证据，对制定针对性的早期干预措施具有重要指导意义。